近日，我校測繪地理信息學(xué)院智能計算與遙感應(yīng)用實驗室的付波霖教授團(tuán)隊在《Water Research》上發(fā)表題為“A novel hierarchical approach to insight to spectral characteristics in surface water of karst wetlands and estimate its non-optically active parameters using field hyperspectral data”的原創(chuàng)性研究成果。桂林理工大學(xué)測繪地理信息學(xué)院為第一完成單位，付波霖教授為第一作者和唯一通訊作者。《Water Research》由國際水環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域的頂級期刊（中科院1區(qū)TOP SCI），也是納入自然指數(shù)（The Nature Index）統(tǒng)計的最高水準(zhǔn)期刊之一，2023年影響因子IF為12.8，CiteScore為19.8。（全文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121673）
該研究選擇桂林會仙國際喀斯特濕地作為研究區(qū)域，提出一種新穎的多尺度光譜形態(tài)特征提取方法，精確捕獲了四種弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)（TN、TP、NH3_N、DO）遙感反演的敏感特征，并首次基于水體pH值，探明了巖溶濕地水體偏堿特性對弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)光譜域及遙感估算精度的影響。這項研究為巖溶濕地水質(zhì)遙感估算提供了一種新方法，對于巖溶濕地保護(hù)具有極其重要意義。
總體技術(shù)路線圖
巖溶濕地作為一種特殊的濕地類型，受巖溶地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，其生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能與其他濕地類型相比表現(xiàn)出特異性。目前，巖溶濕地水體光譜形態(tài)不明確，導(dǎo)致弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)遙感估算研究存在較大挑戰(zhàn)。該研究提出一種全新的多尺度光譜特征提取方法，通過量化巖溶水體與其他典型內(nèi)陸水體（太湖、滇池）的光譜形態(tài)差異，厘清巖溶濕地水體光譜特異性，并進(jìn)一步提取四種弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)遙感反演的敏感光譜特征。相比于強光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)，弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)對遙感傳感器測量的光學(xué)特征的響應(yīng)較弱。該研究率先提出了弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)的直接估算、輔助估算以及間接估算策略，并創(chuàng)造性地設(shè)計了基于pH的分層分析框架，定量評估了多種估算模型的精度，深入探究水體pH值對水質(zhì)參數(shù)敏感光譜域及遙感估算精度的影響，識別了弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)更為精細(xì)的敏感光譜域，有效提高了弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)的遙感估算精度。該方法首次系統(tǒng)解析巖溶濕地富鈣偏堿性水體的光譜機理，實現(xiàn)了巖溶濕地水體弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)的高精度估算，實驗結(jié)果為后續(xù)巖溶濕地水質(zhì)監(jiān)測提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
pH分層弱光學(xué)活性水質(zhì)參數(shù)反演結(jié)果
該研究獲得了國家自然科學(xué)基金面上項目（42371341）、廣西自然科學(xué)基金面上項目（2024GXNSFAA010351）、廣西八桂學(xué)者（2019A30）、廣西研究生教育創(chuàng)新項目（YCSW2023353）等項目和測繪科學(xué)與技術(shù)一流學(xué)科的聯(lián)合支持。付波霖教授團(tuán)隊在巖溶濕地植被遙感和水色遙感方面均取得原創(chuàng)性研究成果，表明測繪學(xué)院實施尖端人才培育項目的成效初現(xiàn)，也體現(xiàn)了我校深入實施“人才強校”戰(zhàn)略、加快構(gòu)筑學(xué)校人才高地和創(chuàng)新高地成效顯著，有力推動學(xué)校本土人才高質(zhì)量發(fā)展。
（一審：范冬林；二審：付波霖；三審：李永偉）
